前往小程序,Get更优阅读体验!
立即前往
首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
社区首页 >专栏 >打牢地基-映射的底层实现(LinkedListMap、BSTMap)

打牢地基-映射的底层实现(LinkedListMap、BSTMap)

作者头像
用户1081422
发布2020-04-08 10:41:08
4580
发布2020-04-08 10:41:08
举报
文章被收录于专栏:T客来了

章节

  • 映射 Map
  • 基于链表- LinkedList 的映射实现
  • 基于二分搜索树- BST 的映射实现
  • 链表、二分搜索树实现的映射复杂度分析

1. 映射-Map 的基本形态

代码语言:javascript
复制
1.Map 是一个顶级容器,map中存储的是键值对元素,key:value
 
2.Map 中的key 不能重复
 

2. 基于链表- LinkedList 的映射实现

代码语言:javascript
复制
#!/usr/bin/env python
 
# -*- coding: utf-8 -*-
 
"""
 
# @Time    : 2020/2/11 上午11:01
 
# @Author  : bofengliu@tencent.com
 
# @Site    :
 
# @File    : LinkedListMap.py
 
# @Software: PyCharm
 
""" 


 
class Node:
 
 def __init__(self, key=None, val=None, next=None):
 
        self.key = key
 
        self.val = val
 
        self.next = next


 
 def to_string(self):
 
 return self.key + ' : ' + self.val 


 
class LinkedListMap:
 
 def __init__(self):
 
        self._dummy_head = Node(None, None, None)
 
        self._size = 0


 
 def add(self, key, val):
 
        node = self._get_node(key)
 
 if node is None:
 
            self._dummy_head.next = Node(key, val, self._dummy_head.next)
 
            self._size += 1
 
 else:
 
            node.val = val
 
 
 def remove(self, key):
 
        prev = self._dummy_head
 
 while prev.next is not None:
 
 if prev.next.key == key:
 
 break
 
            prev = prev.next
 


 if prev.next is not None:
 
            del_node = prev.next
 
            prev.next = del_node.next
 
            del_node.next = None
 
            self._size -= 1
 
 return del_node.val
 
 return None
 


 
 def contains(self, key):
 
 return self._get_node(key) is not None
 


 
 def get(self, key):
 
        node = self._get_node(key)
 
 if node is not None:
 
 return node.val
 
 return None
 


 
 def set(self, key, new_val):
 
        node = self._get_node(key)
 
 if node is None:
 
 raise (Exception, key + " doesn't exist!")
 
        node.val = new_val
 


 
 def get_size(self):
 
 return self._size
 


 
 def is_empty(self):
 
 return self._size == 0
 


 
 def _get_node(self, key):
 
        cur = self._dummy_head.next
 
 while cur is not None:
 
 if cur.key == key:
 
 return cur
 
            cur = cur.next
 
 return None
 

注意:设置了 getnode 辅助函数, contains()、get()、set() 都会用的到

3. 基于二分搜索树- BST 的映射实现

代码语言:javascript
复制
#!/usr/bin/env python
 
# -*- coding: utf-8 -*-
 
"""
 
# @Time    : 2020/2/11 上午11:01
 
# @Author  : bofengliu@tencent.com
 
# @Site    :
 
# @File    : BSTMap.py
 
# @Software: PyCharm
 
"""
 


 


 
class Node:
 
 def __init__(self, key=None, val=None, left=None, right=None):
 
        self.key = key
 
        self.val = val
 
        self.left = left
 
        self.right = right
 


 


 
class BSTMap:
 
 def __init__(self, root: Node = None):
 
        self._root = root
 
        self._size = 0
 


 
 def get_size(self):
 
 return self._size
 


 
 def is_empty(self):
 
 return self._size == 0
 


 
 def contains(self, key):
 
 return self._get_node(self._root, key) is not None
 


 
 def _get_node(self, node, key):
 
 """
 
        递归获取 key 对应的 node
 
        :param node:
 
        :param key:
 
        :return:
 
        """
 
 if node is None:
 
 return None
 


 
 if node.key == key:
 
 return node
 


 
 if key < node.key:
 
 return self._get_node(node.left, key)
 
 if key > node.key:
 
 return self._get_node(node.right, key)
 


 
 def add(self, key, val):
 
        self._root = self._add_element(self._root, key, val)
 


 
 def _add_element(self, root, key, val):
 
 """
 
        递归构建二分搜索树
 
        :param root:
 
        :param e:
 
        :return:
 
        """
 
 if root is None:
 
            self._size += 1
 
 """
 
            返回的是子树根节点
 
            """
 
 return Node(key, val)
 
 elif key < root.key:
 
            root.left = self._add_element(root.left, key, val)
 
 elif key > root.key:
 
 # insert
 
            root.right = self._add_element(root.right, key, val)
 
 else:
 
 # or update
 
            root.val = val
 
 return root
 


 
 def get(self, key):
 
        node = self._get_node(self._root, key)
 
 if node is None:
 
 return None
 
 return node.val
 


 
 def set(self, key, new_val):
 
        node = self._get_node(self._root, key)
 
 if node is None:
 
 raise (Exception, key + " doesn't exist!")
 
        node.val = new_val
 


 
 def _minimum(self, node: Node):
 
 """
 
        递归-找到二分搜索树中最小元素
 
        :param node:
 
        :return:
 
        """
 
 if node.left is None:
 
 return node
 
 return self._minimum(node.left)
 


 
 def _remove_minimum(self, node: Node):
 
 """
 
        删除二分搜索树中的最小节点,返回删除节点后新的二分搜索树的根
 
        :param node:
 
        :return:
 
        """
 
 if node.left is None:
 
 # 此刻已经遍历到底,当前node为已经遍历到的值
 
            right_node = node.right
 
            node.right = None
 
            self._size -= 1
 
 return right_node
 
        node.left = self._remove_minimum(node.left)
 
 return node
 


 
 def remove(self, key):
 
 """
 
        从bst 中删除元素为key的节点
 
        :param key:
 
        :return:
 
        """
 
        node = self._get_node(self._root, key)
 
 if node is not None:
 
            self._root = self._remove(self._root, key)
 
 return node.val
 
 return None
 


 
 def _remove(self, node: Node, key):
 
 """
 
        删除以node为根的BST 中节点为e的节点,递归算法
 
        返回删除节点后新的二分搜索树中的根
 
        :param node:
 
        :param key:
 
        :return:
 
        """
 
 if node is None:
 
 return None
 
 if key < node.key:
 
            node.left = self._remove(node.left, key)
 
 return node
 
 elif key > node.key:
 
            node.right = self._remove(node.right, key)
 
 return node
 
 else: # key == node.key
 
 if node.left is None:
 
                right_node = node.right
 
                node.right = None
 
                self._size -= 1
 
 return right_node
 
 if node.right is None:
 
                left_node = node.left
 
                node.left = None
 
                self._size -= 1
 
 return left_node
 


 
            del_node = node
 
 # 找到后继节点,当前被删除的右子树的最小元素
 
            next_node = self._minimum(del_node.right)
 
            next_node.right = self._remove_minimum(del_node.right)
 
            next_node.left = del_node.left
 
            del_node.left = del_node.right = None
 
 return next_node
 

注意:与之前的BST 不同,BST 的数据域e 变成了 key,val;

4. 链表、二分搜索树实现的映射复杂度分析

时间复杂度:

映射的时间复杂度.png注意:二分搜索树在最差情况下会退化成链表,解决这个问题需要用AVL树

有序映射 & 无序映射

有序映射即键是具有顺序性的->基于搜索树实现的 ,无序映射中的键是没有顺序的

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划,分享自微信公众号。
原始发表:2020-02-12,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

本文分享自 T客来了 微信公众号,前往查看

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划  ,欢迎热爱写作的你一起参与!

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
目录
  • 章节
  • 1. 映射-Map 的基本形态
  • 2. 基于链表- LinkedList 的映射实现
  • 3. 基于二分搜索树- BST 的映射实现
  • 4. 链表、二分搜索树实现的映射复杂度分析
  • 有序映射 & 无序映射
相关产品与服务
容器服务
腾讯云容器服务(Tencent Kubernetes Engine, TKE)基于原生 kubernetes 提供以容器为核心的、高度可扩展的高性能容器管理服务,覆盖 Serverless、边缘计算、分布式云等多种业务部署场景,业内首创单个集群兼容多种计算节点的容器资源管理模式。同时产品作为云原生 Finops 领先布道者,主导开源项目Crane,全面助力客户实现资源优化、成本控制。
领券
问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档